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　　摘要：茶飲料沉淀物主要成分是兒茶素、茶多酚、咔非減、蛋白質(zhì)、果膠、氨基酸及鈣離子；形成機理是分子間的氫鍵、鹽鍵、疏水作用、溶解特性、電解質(zhì)、電場等的作用；主要影響因素有茶葉原料、水質(zhì)、浸提時間溫度、茶水比、茶湯pH值、添加劑、微生物等；解決方法主要有物理、化學(xué)方法。
　　
　　關(guān)鍵詞：茶飲料、沉淀、成因、解決方法
　　
　　中圖分類號：S571.1.09文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1004-874X（2001）03-0013-03
　　
　　茶湯沉淀問題制約了茶飲料的發(fā)展，針對這一現(xiàn)象，國內(nèi)外學(xué)者以紅茶、烏龍茶、綠茶為原料，展開了大量試驗研究，已基本明確了沉淀機理、影響因素及解決方法。筆者對茶飲料近幾十年來關(guān)于沉淀的研究進行綜述，以供參考。
　　
　　1沉淀物的化學(xué)組成
　　
　　茶湯沉淀物的化學(xué)組成zui早是針對紅碎茶冷后渾現(xiàn)象進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冷后渾主要是由茶黃素、茶紅素和咔非減以17：66：17的比例形成；進一步研究發(fā)現(xiàn)，茶黃素、茶紅素的沒食子酸酯對冷后渾的形成有重要作用。蛋白質(zhì)可與多酚類物質(zhì)絡(luò)合形成絡(luò)合物，在冷后渾中部分替代咔非減的作用。在沉淀物中存在1-三十烷醇、α-菠菜甾醇、二氫-α-菠菜甾醇等脂類成分及果膠物質(zhì)與少量酶性未氧化物質(zhì)、礦物質(zhì)等。烏龍茶沉淀物的化學(xué)組成主要是兒茶素、茶多酚、咔非減、蛋白質(zhì)、果膠、氨基酸及鈣離子，其中兒茶素、咔非減、蛋白質(zhì)、果膠含量分別占24%、20%、18%、2%。綠茶沉淀物亦主要為這些化合物[1]。
　　
　　2沉淀物的形成機理
　　
　　茶飲料沉淀物的主要成分是茶多酚、氨基酸、咔非減、蛋白質(zhì)、果膠、礦物質(zhì)等，這些物質(zhì)在水溶液中發(fā)生一系列變化，主要是分子間的氫鍵、鹽鍵、疏水作用、溶解特性、電解質(zhì)、電場等的變化，從而導(dǎo)致茶湯沉淀。
　　
　　2.1氫鍵
　　
　　當(dāng)茶提取液溫度較高時茶黃素、茶紅素等多酚類物質(zhì)與咔非減各自呈游離態(tài)存在，但當(dāng)溫度較低時茶黃素、茶紅素及其沒食子酸酯等多酚類物質(zhì)的酚羥基可以分別與蛋白質(zhì)的肽基、咔非減的酮氨基以氫鍵結(jié)合形成絡(luò)合物，咔非減的酮氨基亦可以與蛋白質(zhì)的肽基間形成氫鍵。單分子的咔非減與茶黃素、茶紅素絡(luò)合時，氫鍵的方向性與飽和性決定至少可以形成2對氫鍵，并且引入3個非極性基團（咔非減的甲基）、隱蔽了2對極性基團（羥基和酮基），因而使分子量隨之增大。當(dāng)多個分子參與形成氫鍵時，絡(luò)合物的粒徑可達到10-4～10-1μm，茶湯表現(xiàn)出由清轉(zhuǎn)渾，粒徑進一步增大，便會產(chǎn)生凝聚作用而沉淀下來。茶多酚形成冷后渾的能力與其氧化程度呈正相關(guān)關(guān)系，咔非減形成冷后渾的能力與濃度呈正相關(guān)關(guān)系。蛋白質(zhì)可與多酚類物質(zhì)絡(luò)合形成絡(luò)合物，在冷后渾中部分替代咔非減的作用，主要是茶多酚包埋蛋白質(zhì)點，使分子表面的親水基形成水化物，結(jié)構(gòu)破壞而形成單質(zhì)點沉淀，不同質(zhì)點帶上相異電荷而互相吸引，被不同茶多酚包埋的蛋白質(zhì)分子間形成鍵而破壞質(zhì)點的水化層，使體系不斷增大形成沉淀。其作用大小取決于多酚類物質(zhì)中能與蛋白質(zhì)結(jié)合的活性中心的多少，這種活性中心通常是一棓酰基、二羥基苯或三羥基苯。茶葉中每分子表兒茶素沒食子酸酯（ECG）與沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）有2個活性中心，一個為酰基，另一個為羥基苯，因此ECG與EGCG沉淀蛋白質(zhì)的能力比較強。
　　
　　2.2鹽鍵
　　
　　茶葉中的茶多酚、氨基酸、咔非減、碳水化合物、果膠、水溶性蛋白質(zhì)等多種有機組分都可能與金屬離子發(fā)生吸附或絡(luò)合作用。Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cr6+、Mn7+、Fe2+、Fe3+等22種金屬離子可與茶湯組分發(fā)生絡(luò)合或還原絡(luò)合反應(yīng)，其中Ca2+等10種金屬離子可與茶多酚絡(luò)合。Ca2+與茶湯組分反應(yīng)生成低溶解度的絡(luò)合物，其溶解度及穩(wěn)定性可隨反應(yīng)溶液pH值的升高而下降。添加一定濃度的氯化鈉、葡萄糖、蔗糖會降低Ca2+絡(luò)合物的溶解度和穩(wěn)定性，這可能是由于離子效應(yīng)、電解質(zhì)作用和共沉效應(yīng)等共同作用的結(jié)果。Ca2+絡(luò)合沉淀中的主要茶湯組分是茶多酚，其中以酯型兒茶素含量zui高。另外氨基酸、咔非減、水溶性碳水化合物等組分本身并不能與Ca2+生成沉淀，它們是因茶多酚-鈣絡(luò)合物的吸附等共沉淀效應(yīng)而被帶入鈣絡(luò)合沉淀中[2]。
　　
　　2.3疏水作用
　　
　　在茶湯沉淀物中含有1-三十烷醇、α-菠菜甾醇、二氫-α-菠菜甾醇等水不溶性脂類物質(zhì)，表明沉淀物中蛋白質(zhì)、茶多酚及其沒食子酸酯、咔非減與脂類間存在疏水作用。這類組分在沖泡茶葉時，隨著茶葉主要內(nèi)含物進入茶湯，它們也許以表面活性成分如磷脂、茶皂素的形式存在于茶湯中，當(dāng)咔非減、茶多酚與蛋白質(zhì)形成氫鍵時，脂類成分與蛋白質(zhì)或咔非減同時進入其疏水區(qū)而沉淀下來[3]。
　　
　　2.4電解質(zhì)和電場作用
　　
　　電解質(zhì)的存在對茶湯沉淀物的形成有顯著影響，分散在茶湯中的固體顆粒表面帶負(fù)電荷，電解質(zhì)陽離子能明顯降低分散系的穩(wěn)定性。它通過壓縮粒子表面從而減弱粒子間的靜電引力而加速沉淀，這種沉淀能逐漸改變其在茶湯中的絮狀形態(tài)而收縮成團粒狀，即沉淀縮聚成團粒狀顆粒。電場的存在一方面能使蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)在等電點時沉降；另一方面由于帶電物質(zhì)按電場規(guī)律分布又減少了陰陽離子的碰撞而得以保持穩(wěn)定，其總效應(yīng)是促進沉淀的形成。
　　
　　2.5其他作用
　　
　　沉淀物的生成量不僅決定于多酚類和咔非減的含量，而且與咔非減/茶多酚的比值也有很大關(guān)系。當(dāng)人為添加一定量的咔非減調(diào)整茶湯中咔非減含量以及咔非減/茶多酚比值時發(fā)現(xiàn)，茶湯中咔非減含量越多，沉淀物形成量也越多；兩者比值小時不易產(chǎn)生絮狀沉淀，相反比值大時易產(chǎn)生沉淀[5]。茶葉中的主要內(nèi)含物蛋白質(zhì)、果膠在較高溫度時呈水溶性，冷卻后蛋白質(zhì)產(chǎn)生絮狀沉淀，果膠產(chǎn)生云霧狀沉淀[3]。
　　
　　3影響因素
　　
　　3.1茶葉原料茶飲料多以綠茶（包括茉莉花茶）、烏龍茶、紅茶為原料，一般選用中低檔茶葉。為降低茶飲料中茶多酚的含量，盡量選用茶多酚含量低的品種或級別;可適當(dāng)提高茶葉的含梗量和宜選用新茶；陳茶則宜經(jīng)90℃～100℃焙火處理4小時。茶原料粒徑的大小會影響可溶性成分萃取率，粒徑小的茶原料因與水接觸面積大，可溶性成分較易溶解出來，萃取率就高。因此，一般可將茶葉切碎過篩以提高萃取率。
　　
　　3.2水的選擇與處理
　　
　　水是生產(chǎn)液態(tài)飲料的重要原料，水質(zhì)的優(yōu)劣對產(chǎn)品外觀及口感影響極大。水的硬度由水中的Ca2+、Mg2+含量的多少而定，飲料用水一般要求其硬度臨界值是8mg/L，茶飲料用水硬度若超過3mg/L，則有明顯肉眼可見的沉淀物生成，故生產(chǎn)茶飲料宜選用去離子水或蒸餾水[5]。
　　
　　3.3茶水比
　　
　　茶飲料尤其是純茶飲料必須突出茶的風(fēng)味與特性。所以茶湯既不能太稀也不能太濃，太稀無法突出茶的滋味和香型，并且很難達到茶飲料的飲后效果；太濃苦澀味太強，同時茶湯又易生成沉淀，既增加了成本又降低了品質(zhì)，消費者難以接受。茶飲料中的茶葉使用量條茶以1.0%～1.5%（干茶重量與成品液體飲料茶重量比）為宜，碎茶則以0.6%～0.7%的飲用效果好[6]。
　　
　　3.4浸提時間與溫度
　　
　　茶湯萃取時溫度的高低及時間的長短會影響茶葉浸出物的含量，進而影響茶湯的澄清度及沉淀物的生成量。高溫有利于化學(xué)物質(zhì)的溶出，但在高溫下茶湯中的茶多酚等熱敏性成分易氧化；低溫由于化學(xué)成分溶出不足使茶湯滋味淡薄、香氣平淡。長時間浸提有利于提高茶湯濃度，多酚類易于氧化，且易生成沉淀物。短時間浸提不利于茶葉風(fēng)味物質(zhì)溶出。成品茶浸泡5分鐘水浸出物的浸出量已達浸泡10分鐘的83%，浸泡7分鐘則上升至90%，80℃的浸出量為100℃的87%以上。泡茶水溫升高，茶多酚、咔非減的浸出量呈直線上升，但80℃時已大部分浸出；氨基酸的浸出量隨時間的延長和溫度的增加而變化甚微。泡茶水量的增加對各成分的浸出無明顯影響。因此，茶飲料宜采用80～90℃浸提10分鐘[7]。
　　
　　3.5pH值
　　
　　萃取液的pH值對沉淀物的形成有較大影響。在堿性條件下，茶湯中的多酚類物質(zhì)易發(fā)生氧化，氧化后的茶多酚更易形成沉淀。而在酸性條件下，兒茶素比較穩(wěn)定，故茶飲料宜調(diào)低pH值來保護兒茶素的穩(wěn)定性。通常以烏龍茶飲料pH5.8～6.5、紅茶飲料pH5左右、綠茶飲料pH5.0～6.5為宜[8]。
　　
　　3.6添加劑
　　
　　茶飲料一般都是由多種配料調(diào)配而成的，各種配料理化性質(zhì)不一、調(diào)配時投料順序不當(dāng)?shù)榷荚斐赡承┏煞职l(fā)生化學(xué)變化而生成難溶的物質(zhì)。如調(diào)料時將檸檬酸和防腐劑苯甲酸鈉同時投入，在料液酸度較高的條件下，苯甲酸鈉中的鈉離子析出，產(chǎn)生大量難溶于水的白色片狀沉淀物。調(diào)味茶飲料需添加適量的增色劑，以提高產(chǎn)品的色感和風(fēng)味。但若增色劑選用不當(dāng)，則不僅不能提高產(chǎn)品的色感和風(fēng)味，反而會降低產(chǎn)品的穩(wěn)定性，產(chǎn)生懸浮物和沉淀物。增甜劑，一般使用蔗糖，但有些蔗糖純度較差，含有膠體物質(zhì)和雜質(zhì)，若不經(jīng)過處理就直接使用，會產(chǎn)生膠體物質(zhì)聚沉，而使茶飲料變渾[9]。
　　
　　3.7微生物
　　
　　微生物也是引起茶飲料沉淀的因素之一。茶飲料若不經(jīng)過嚴(yán)格滅菌，由于其含有豐富的碳、氮營養(yǎng)物質(zhì)可供微生物生長繁殖，當(dāng)細(xì)菌總數(shù)達到104個/mL以上時會變質(zhì)發(fā)渾，產(chǎn)生絮狀或塊狀沉淀物[9]。
　　
　　4解決措施
　　
　　茶多酚、咔非減是茶葉萃取液生成沉淀物的物質(zhì)基礎(chǔ)，是茶飲料發(fā)揮的主要成分。消除沉淀物的基本原理是除去部分茶多酚或咔非減，降低這些易絡(luò)合物質(zhì)的濃度，或是添加某種物質(zhì)來阻斷其絡(luò)合，達到轉(zhuǎn)溶去渾的目的。消除茶飲料混濁沉淀具體方法主要有以下幾種：
　　
　　4.1物理方法
　　
　　可采用低溫沉淀法，將茶提取液迅速冷卻，使茶汁混濁或沉淀快速形成后，然后用離心或過濾的方法去除，以提高茶汁的澄清度；或采用超濾（UF）、微濾（MF）技術(shù)，去除茶汁中大分子的化學(xué)成分如蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等，也可獲得澄清透明的茶汁；或采用硅藻土等吸附劑除去大分子物質(zhì)；或采用電滲析-微濾法，降低高價金屬離子濃度，除去大分子物質(zhì)，從而獲得澄清的茶湯[10]。
　　
　　4.2化學(xué)方法
　　
　　4.2.1添加酶類
　　
　　在茶汁中添加單寧酶、纖維素酶、蛋白酶或果膠酶，可使茶汁中大分子物資分解。如單寧酶主要為水解酚酸的酯鍵，即切斷沒食子酸甲基酯鍵，破壞茶絡(luò)合物的形成，而且可提高茶可溶物質(zhì)在冷水中的溶解度，從而減少混濁沉淀現(xiàn)象，提高茶汁的澄清度。研究結(jié)果還表明，采用復(fù)合酶的效果優(yōu)于單一酶[10]。
　　
　　4.2.2轉(zhuǎn)溶氫鍵是一種比較弱的共價鍵，在茶汁中添加堿液，使茶多酚與咔非減之間絡(luò)合的氫鍵斷裂，且與茶多酚及其氧化物生成穩(wěn)定性的水溶性很強的鹽，避免茶多酚及其氧化物同咔非減絡(luò)合，增加大分子成分的溶解性?？纱龠M茶沉淀的形成，再用酸調(diào)節(jié)，茶汁經(jīng)冷卻和離心后即可增加澄清度。常用的堿有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、留酸銨、亞留酸鈉、低亞留酸鈉等。堿法轉(zhuǎn)溶可促使多酚類過度氧化，使產(chǎn)品顏色加深、香氣降低、滋味變淡[10]。
　　
　　4.2.3添加大分子膠體物質(zhì)在茶飲料中添加大分子膠體物質(zhì)如阿拉伯膠、海藻酸鈉、蔗糖脂肪酸脂等。由于這些物質(zhì)具有良好的乳化作用和分散作用，使茶汁中可溶成分的分散性得到改良，可避免在低溫下產(chǎn)生混濁，并可提高茶汁的色香味[10]。
　　
　　4.2.4去除茶汁部分內(nèi)含物添加少量吸附劑等物質(zhì)，去除茶汁中部分茶多酚或咔非減，使茶汁中形成混濁沉淀的成分比例失調(diào)，從而減少沉淀產(chǎn)生。去除茶汁內(nèi)含物的方法有⑴添加Ca2+、明膠、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺樹脂、清蛋白、番木瓜酶、殼聚糖等，經(jīng)攪拌后離心分離，可去除部分茶多酚；⑵用氯仿、石油醚、植物油、苯與液態(tài)CO2等溶劑萃取出茶湯中的咔非減；⑶加入乙醇可使茶湯中的蛋白質(zhì)、果膠等物質(zhì)沉淀而除去[10]。
　　
　　茶飲料出現(xiàn)的混濁沉淀主要是茶葉內(nèi)含成分引起的，也是茶飲料風(fēng)味物質(zhì)所在。解決茶飲料混濁沉淀的措施要本著既不會造成茶湯成分過分損失或風(fēng)味的過多改變，又能合理、有效地解決茶湯沉淀問題這一原則。目前各種方法對中低檔原料茶能較好地解決沉淀問題，但對上茶仍存在一定的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，*的運用，如納米技術(shù)、酶處理技術(shù)、微膠囊技術(shù)、超濾、微濾技術(shù)等，可以預(yù)見，不久的將來，茶飲料的沉淀問題能得以圓滿解決。